Будущее атомной энергетики определяется целым рядом факторов, но в первую очередь политической волей руководства стран.
Только политикам предстоит решать, что важнее для развития их государств – прислушаться к периодически высказываемым в обществе опасениям по поводу безопасности АЭС и существующих методов хранения радиоактивных отходов или поставить во главу угла избавление от энергодефицита с непременным снижением выбросов парниковых газов.
При этом соответствующий выбор в значительной степени будет зависеть от темпов развития и совершенствования атомных технологий. Причем речь идет не только о возможности существенно снизить размер первоначальных затрат на строительство АЭС, чтобы сделать стоимость ядерной генерации сопоставимой с ВИЭ.
Важнейшая проблема – окончание срока службы большинства из ныне работающих реакторов, построенных в период с 1970-х по 1990-е гг., когда США, Европа и тогдашний СССР переживали, можно сказать, ядерно-энергетический бум. Поскольку средний срок службы таких установок – 60–70 лет, в 2030-х гг. их надо будет останавливать. Или модернизировать.
А это снова деньги, масштабные инвестиции. И в конечном счете политическая воля.
Это напоминает замкнутый круг, и можно допустить следующие сценарии развития событий:
● устойчивый рост. Атомная энергетика получает поддержку (в том числе финансовую) национальных правительств, проводится масштабная модернизация старых и строительство новых АЭС. Развиваются технологии замкнутого ядерного топливного цикла и производство ММР, повышая конкурентоспособность и эффективность атомных генераций. Обеспечивается высокий уровень безопасности и экологичности АЭС;
● стагнация. В отсутствие господдержки развитие атомной энергетики замедляется. Ввод в эксплуатацию новых мощностей компенсирует вывод из строя старых реакторов, но доля АЭС в глобальном энергетическом балансе не увеличивается;
● упадок. Под давлением общественного мнения происходит постепенный отказ от ядерной энергетики. АЭС с исчерпанием срока эксплуатации не модернизируются и не заменяются новыми ядерными генерациями. Доля атомной энергетики в мировом энергобалансе сокращается.
Рассмотрим в этой связи прогнозы, опубликованные МЭА, в обзоре World Energy Outlook за 2024 г. и исследовании The Path to a New Era for Nuclear Energy, вышедшем в начале 2025 г.[162],[163]:
Сценарий заявленной политики (Stated Policies Scenario, STEPS) предполагает умеренный рост атомной энергетики с сохранением ее доли в мировом энергобалансе. К 2030 г. производство электроэнергии на АЭС составит 2587 ТВт·ч, а к 2050-му – 2976 ТВт·ч. Суммарная мощность атомных генераций к 2050 г. увеличится примерно в полтора раза и достигнет 650 ГВт. Из них 40 ГВт обеспечат ММР. Совокупные инвестиции в отрасль составят $1,7 трлн.
Тем не менее приоритетными для национальных правительств останутся ВИЭ. И согласно выкладкам WNA, атомная энергетика продолжит обеспечивать около 10% мировых потребностей в электроэнергии[164].
Вероятность реализации этого сценария зависит от степени стабильности экономической ситуации.
Сценарий анонсированных обязательств (Announced Pledges Scenario, APS) предполагает более активное использование атомной энергетики, рассматриваемой как важнейший фактор диверсификации энергобаланса и обеспечения стабильного энергоснабжения. К 2030 г. производство электроэнергии на АЭС составит 2720 ТВт·ч, а к 2050-му – 3815 ТВт·ч. Общая мощность атомных генераций к 2050 г. достигнет 870 ГВт. Из них 120 ГВт обеспечат ММР. Суммарные инвестиции в отрасль составят $2,5 трлн, из которых $670 млрд будут вложены в ММР.
Вероятность реализации этого сценария зависит от решимости национальных правительств развивать атомную энергетику и наличия соответствующих финансовых ресурсов.
Сценарий нулевых выбросов (Net Zero Emissions 2050, NZE) предполагает наиболее радикальный подход к декарбонизации и к мерам по достижению углеродной нейтральности к 2050 г. Роль атомной энергетики здесь становится критически важной. Ее доля в глобальном энергобалансе значительно увеличивается. Особое внимание уделяется таким атомно-технологическим решениям, как ММР и РБН. К 2030 г. производство электроэнергии на АЭС составит 2657 ТВт·ч, а к 2050-му – 4579 ТВт·ч. Тогда же мощность АЭС превысит 1000 ГВт. Совокупные инвестиции в отрасль приблизятся к $3 трлн. Инвестиции в ММР к 2030 г. достигнут $155 млрд, правда, затем, за счет масштабирования технологии и удешевления производства, сократятся почти вдвое.
Реализация этого сценария потребует беспрецедентных усилий государств и тесного международного сотрудничества.
Необходимо отдельно подчеркнуть, что все сценарии предусматривают строительство реакторов большой мощности. При этом согласно APS в период с 2024 по 2050 г. на установки именно этого типа, а не ММР, придется 500 ГВт.
«Сегодня очевидно, что мощное возвращение ядерной энергетики, которое МЭА предсказывало несколько лет назад, идет полным ходом, и ядерная энергетика должна вырабатывать рекордный уровень электроэнергии в 2025 году»[165], – говорит исполнительный директор МЭА Фатих Бироль.
По данным МЭА, в настоящее время в мире ведется строительство 63 ядерных реакторов суммарной мощностью, превышающей 70 ГВт. Это один из самых высоких показателей с 1990 г. Кроме того, за последние пять лет приняты решения о продлении срока эксплуатации более 60 реакторов – почти 15% от общего числа действующих установок. Более 40 стран планируют расширить долю АЭС в своих энергобалансах.
При этом в МЭА отмечают неэффективность таких моделей привлечения средств, как государственно-частные партнерства или проектное финансирование. Финальные расходы на строительство АЭС часто превышают первоначально составленные сметы, длительный срок окупаемости. Без постоянной поддержки со стороны государства обойтись крайне сложно. Особенно когда речь идет о высоко-рискованных инновационных прорывных проектах.
Иными словами, даже в условиях рыночной экономики успешное развитие атомной энергетики невозможно без активного госвмешательства.
Эксперты МАГАТЭ отмечают необходимость создания государством равных условий для всех низкоуглеродных генераций, искусственно не повышая за счет субсидий конкурентоспособность ВИЭ. При этом для ожидаемой суммарной мощности атомных генераций к 2050 г. МАГАТЭ дает разброс от 458 ГВт (при консервативном сценарии) до 890 ГВт (при оптимальном).
Будет полезно сравнить выкладки МЭА с прогнозами Российского энергетического агентства (РЭА).
В докладе РЭА рассматривает сценарии: «Все как встарь» (ВКВ), «Чистый ноль» (ЧН) и «Рациональный технологический выбор» (РТВ)[166].
Потребление электроэнергии вырастет к 2050 г.:
● в сценарии ВКВ на 87%, до 3,8 млрд тнэ (тонн нефтяного эквивалента), или около 44 ТВт·ч;
● в сценарии РТВ – в 2,3 раза, до 4,9 млрд тнэ, около 58 ТВт·ч;
● а в сценарии ЧН – в 2,5 раза, до 5,4 млрд тнэ, около 63 ТВт·ч.
Но в случае с атомной энергетикой зависимость нелинейная:
● в сценарии ВКВ выработка АЭС превысит 1,17 млрд тнэ (более 13,6 ТВт·ч), рост 60%;
● в сценарии РТВ – почти 1,13 млрд тнэ (13 ТВт·ч), рост 56%;
● а в сценарии ЧН – около 1,93 млрд тнэ (22 ТВт·ч), рост 166%.
«Причина того, что показатели потребления атомной энергии в сценарии ВКВ выше, чем в сценарии РТВ, кроется в финансовых ограничениях, которые мы учитывали для сценария РТВ. Не стоит забывать и о довольно высоких удельных капиталовложениях на развитие мощностей АЭС. В сценариях ВКВ и ЧН таких ограничений нет, поэтому и прогноз выработки на АЭС выше. В ВКВ мы не учитывали данный фактор, так как это не нужно, если следующие 28 лет энергетика будет развиваться так же, как предыдущие 20. В сценарии ЧН ограничений нет из-за необходимости балансировать энергосистему при очень высокой доле прерывистых ВИЭ», – объясняет такие расхождения главный советник гендиректора РЭА Владимир Дребенцов[167].
По сценарию РТВ лидером в атомной энергетике станет Китай, который значительно увеличит выработку атомных генераций. США и Канада займут второе место. ЕС и Великобритания окажутся на третьем. Активно наращивать атомные мощности будут Индия и ряд африканских стран в 2040 г.
В сценарии ЧН расстановка сил будет иной. Основной прирост обеспечит «Прочая Азия» (азиатские страны, исключая Китай, Индию и центральноазиатские республики, входящие в ЕАЭС). В лидерах также будут Африка, Ближний и Средний Восток, Индия и Россия.
Как мы могли убедиться выше, во многих сценариях развития атомной энергетики фигурируют ММР.
МАГАТЭ ожидает, что к 2050 г. суммарная мощность ядерной генерации может увеличиться в 2,5 раза по сравнению с текущим уровнем, при этом четверть выработки будет приходиться на ММР[168].
А МЭА прогнозирует, что даже при сохранении текущей политики в отношении ядерно-энергетических программ совокупная мощность работающих в мире ММР к середине века достигнет 40 ГВт к 2050 г.[169] В случае же более активной поддержки отрасли этот показатель составит 120 ГВт, а количество соответствующих установок перевалит за тысячу.
Правда, для этого инвестиции в производство ММР нужно будет увеличить в пять раз – до $25 млрд – к 2030 г., а потом еще в 26 раз – до $650 млрд – к 2050 г. Поэтому в МЭА говорят о критической важности решения задачи по повышению экономичности и рентабельности ММР: «Успех технологии и скорость ее внедрения будут зависеть от способности отрасли снизить затраты к 2040 году до уровня, аналогичного затратам на крупномасштабные гидроэнергетические и морские ветровые проекты»[170].
Понятно, что у реакторов малой мощности есть свои безусловные плюсы. ММР могут использоваться для энергообеспечения промышленных потребителей и населенных пунктов, расположенных в труднодоступных районах, применяться для производства водорода и опреснения морской воды.
Большие надежды возлагаются на интерес к ММР со стороны цифровых гигантов, нуждающихся в стабильных и при этом экологически чистых источниках энергии для центров обработки данных и нейросетей.
В 2022 г. на ЦОДы приходилось 2% мирового потребления электроэнергии. По прогнозам МЭА, уже к 2026 г. этот показатель удвоится к 2026 г. В абсолютных величинах – это 460 и 1000 ТВт·ч, что составляет более трети от электроэнергии, вырабатываемой всеми АЭС мира.
При этом только китайские ЦОДы будут потреблять 400 ТВт·ч к 2030 г. А в Ирландии только в 2022 г. на размещенные там ЦОДы ведущих ИТ-компаний мира пришлось 17% от энергопотребления. Или 5,3 ТВт·ч в абсолютных величинах.
В целом же энергопотребление Amazon, Microsoft, Google и Meta[171] уже в 2021 г. достигло 72 ТВт·ч, вдвое превысив результат 2017 г.
Неудивительно, что Google и Microsoft рассматривают атомную энергетику в числе других низкоуглеродных генераций, которые могут удовлетворить потребности их растущего бизнеса. При этом Microsoft выступает за ускорение разработки новых энергетических технологий, создание программ для их тестирования и введение унифицированных правил для их безопасного использования. Предлагается также использовать цифровые технологии и ИИ для управления энергосистемами.
Однако пока не очевидно: смогут ли ММР эффективно функционировать при масштабировании данной технологии. Комиссия по международной торговле США (United States International Trade Commission, USITC) указывает на необходимость адаптации нормативно-правовой базы с учетом специфики ММР и в целях соблюдения стандартов безопасности[172]. При этом выявленные USITC нормативные пробелы в процессе утверждения технологии ММР могут затруднить их широкое внедрение. Тем более что в общественном мнении разных стран по-прежнему сохраняется настороженность в отношении ядерной энергетики. И в этом плане широкое внедрение ММР, не требующих столь же длительных сроков сборки и монтажа, как обычные реакторы, рискует спровоцировать нежелательные социально-политические процессы. Особенно на фоне вышеупомянутых проблем с нормативной базой.
Поэтому эксперты USITC не ожидают сколько-нибудь ощутимого масштабирования ММР до 2030 г. По данным МАГАТЭ, по состоянию на начало 2022 г. как минимум 20 государств активно работали над собственными технологиями ММР с горизонтом развертывания к 2035 г.[173]
В то же время МАГАТЭ ожидает сохранения высокого спроса на реакторы большой мощности, составлявшие основу ядерной энергетики в XX в.[174] В XXI в., по крайней мере в первой его половине, основную часть вводимых в строй ядерных установок тоже будут составлять ВВЭР новых поколений мощностью 1,0–1,7 ГВт.
Это проверенная технология, позволяющая обеспечивать стабильные поставки электроэнергии промышленности и домохозяйствам.
Неслучайно Китай при наличии уже 55 реакторов планирует к 2060 г. увеличить свои атомно-энергетические мощности в восемь раз, до 400 ГВт, в основном именно за счет зарекомендовавших себя установок.
А Польша, которая собирается к середине 2030-х построить первые АЭС, делает ставку на энергоблоки мощностью 6–9 ГВт.
Если исходить из оптимистичного сценария МАГАТЭ с доведением к 2050 г. суммарной мощности всех ядерных установок в мире до 890 ГВт, то ежегодно необходимо вводить в эксплуатацию не менее 20 ГВт. Даже при кратном увеличении производства ММР на их долю от силы придется десятая часть необходимых объемов.